李旭豐

黨的十八大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央，深刻總結(jié)人類文明發(fā)展規(guī)律，將生態(tài)文明建設(shè)納入推進(jìn)中國特色社會(huì)主義事業(yè)作出經(jīng)濟(jì)建設(shè)、文化建設(shè)、政治建設(shè)、社會(huì)建設(shè)、生態(tài)文明建設(shè)“五位一體”的總體布局。我國的科研工作者們也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，將國家發(fā)展的總體目標(biāo)與自身本領(lǐng)和奮斗方向相結(jié)合，更好地為國家發(fā)展做出貢獻(xiàn)。林曉清博士就是這樣一位心系國家，時(shí)刻謹(jǐn)記自己使命的科研工作者。

清潔制備，保護(hù)生態(tài)文明

1987年4月，林曉清出生于福建泉州；2013年6月，博士畢業(yè)于南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室生物化工專業(yè)，師從國家生化工程技術(shù)研究中心常務(wù)副主任、博士生導(dǎo)師應(yīng)漢杰教授；2013年7月，就職于中國科學(xué)院廣州能源研究所，擔(dān)任助理研究員；2015年12月，晉升為副研究員；2017年3月，工作調(diào)動(dòng)至廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院，擔(dān)任副教授，碩士生導(dǎo)師。

針對當(dāng)前中國及世界的發(fā)展?fàn)顩r，受世界人口增長，不可再生資源枯竭、環(huán)境污染等因素的影響，發(fā)展類似于海洋能、風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能等可再生能源是全球可持續(xù)能源發(fā)展的趨勢，也是中國未來能源發(fā)展的必由之路。攻讀博士學(xué)位期間，林曉清在導(dǎo)師應(yīng)漢杰教授的悉心指導(dǎo)下，結(jié)合自己的專業(yè)背景，選擇了生物質(zhì)資源的高效清潔制備為研究方向，志在為新能源開發(fā)以及經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

生物質(zhì)資源一般具有來源廣泛，價(jià)格低廉，儲(chǔ)量豐富等特點(diǎn)，因可以成為理想的替代資源而受到廣泛關(guān)注。生物丁醇作為一種生物質(zhì)能源，針對傳統(tǒng)生物丁醇分離工藝存在的能耗高、廢水量大等問題，林曉清博士開展了連續(xù)吸附和反應(yīng)分離耦合集成技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)了生物丁醇的高效制備。根據(jù)生物丁醇分離體系中各分子結(jié)構(gòu)與理化特性的差異，設(shè)計(jì)新型高效的丁醇專用吸附介質(zhì)，丁醇的吸附容量可達(dá)300mg/g濕樹脂，比活性炭高20%，比硅膠高近70%；這種專用吸附介質(zhì)對目標(biāo)產(chǎn)物丁醇與副產(chǎn)物的分離因子均達(dá)4以上，且樹脂較易洗脫再生，重復(fù)利用性能優(yōu)越。同時(shí)采用自主開發(fā)設(shè)計(jì)的連續(xù)色譜分離系統(tǒng)分離丁醇發(fā)酵液，使得發(fā)酵液中丁醇的濃度從1.2%提高到20%～30%，能耗下降25%～30%、水耗下降30%～40%，為丁醇的高效清潔制備奠定了基礎(chǔ)。該工藝相關(guān)技術(shù)目前已獲得3項(xiàng)美國發(fā)明專利授權(quán)和3項(xiàng)中國發(fā)明專利授權(quán)，得到了國內(nèi)外同行的充分認(rèn)可。

生物丁醇發(fā)酵行業(yè)耗水量大，每生產(chǎn)1噸總?cè)軇┚蜁?huì)產(chǎn)生45～50噸廢水，化學(xué)需氧量（COD）高達(dá)15000～25000mg/L，排放廢水污染嚴(yán)重等問題一直制約生物丁醇生產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，尤其對中國西部具有豐富秸稈資源，但水資源十分緊張的地區(qū)，該問題尤為突出。任職中國科學(xué)院廣州能源研究所期間，林曉清博士選擇在研究生階段工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加深和拓寬，開展了新型功能基修飾超高交聯(lián)吸附樹脂的開發(fā)及在工業(yè)廢水處理及資源化應(yīng)用方面的研究。利用功能基修飾超高交聯(lián)吸附樹脂去除生物丁醇發(fā)酵廢水中有機(jī)酸、色素等抑制劑，同時(shí)回收生物丁醇發(fā)酵廢水中的殘?zhí)?。?jīng)樹脂處理后的發(fā)酵廢水經(jīng)補(bǔ)糖后能夠進(jìn)行循環(huán)利用，底物糖利用率提高1.95倍，溶劑產(chǎn)量提高4.08倍。該廢水處置方式和高效的資源綜合利用模式實(shí)現(xiàn)生物丁醇發(fā)酵廢水的循環(huán)用和有機(jī)物資源回收，不僅能明顯提高丁醇生物制造的效率，減輕環(huán)境污染，減少新鮮水的用量，降低生產(chǎn)成本，而且還能提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，使整個(gè)生物丁醇產(chǎn)業(yè)向綠色制造方向的轉(zhuǎn)型。將這種組合思想應(yīng)用于其他生物制造體系，可明顯降低能耗、污染物的排放以及生產(chǎn)成本，對推動(dòng)大量工業(yè)產(chǎn)品的生物制造走向經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的道路具有十分重要的意義。這也是林曉清博士為國家的生態(tài)文明“中國夢”的一次強(qiáng)有力的助力。

脫毒水解液，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展

木質(zhì)纖維素作為一種生物質(zhì)資源，因可以成為一種理想性的代替資源，而受到廣泛的關(guān)注。如何經(jīng)濟(jì)、安全、高效地將木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為碳水化合物，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為其他高附加值的工業(yè)品或平臺(tái)化合物已成為國內(nèi)外材料、能源和化工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。與雙相體系、有機(jī)溶劑體系和離子液體體系相比，水作為反應(yīng)體系的優(yōu)勢是綠色、高效，具有工業(yè)化潛力。然而，木質(zhì)纖維素稀酸水解制糖的過程中會(huì)同時(shí)產(chǎn)生一定量的酸類、醛類和酚類等抑制水解液發(fā)酵的毒性物質(zhì)，所以，在發(fā)酵前需對水解液進(jìn)行脫毒處理，改善水解液發(fā)酵性能，提高發(fā)酵產(chǎn)品得率。在目前常用的木質(zhì)纖維素水解液脫毒技術(shù)中，色譜吸附法較其他幾種分離技術(shù)在經(jīng)濟(jì)效益和能耗等方面具有顯著優(yōu)勢，然而色譜吸附法的一些缺陷制約了它在工業(yè)上的推廣應(yīng)用。因此，亟需深入開展高性能聚合物分離介質(zhì)的合成制備及低成本、低能耗、安全和高效的生物質(zhì)資源水解液脫毒工藝的研究。林曉清博士帶領(lǐng)他的課題組在這方面進(jìn)行了更具深度的研究。根據(jù)生物質(zhì)水解液中組分的特性，合成一系列可控親-疏水轉(zhuǎn)換的聚合物。 這種聚合物是由兩種或多種各自交聯(lián)和相互穿透的聚合物網(wǎng)絡(luò)組成的高分子混合物，簡稱IPNs。初步研究了IPNs對生物質(zhì)解溶液的脫色，脫醛，脫酸的工藝過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，總糖的損失率<5%，色素的去除率>85%，甲酸的去除率>70%，5-HMF和糠醛的去除率均達(dá)到了100%。經(jīng)過這種脫毒方法處理后的水解液直接進(jìn)行生物丁醇發(fā)酵，底物糖的利用率比脫毒前水解液直接利用發(fā)酵提高了37.3%；溶劑產(chǎn)量提高了15.49倍，總?cè)軇┑寐侍岣吡?.42倍。木質(zhì)纖維素水解液脫毒技術(shù)的研究，能夠使農(nóng)作物廢棄物資源更加快速高效地轉(zhuǎn)化成高附加值產(chǎn)品，降低農(nóng)作物廢棄資源對環(huán)境的污染，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)及生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。在黨的“中國夢”指導(dǎo)思想的指引下，林曉清博士堅(jiān)持不懈地進(jìn)行科學(xué)研究，為生態(tài)文明的建設(shè)貢獻(xiàn)自己的力量。

堅(jiān)持不懈，建設(shè)生態(tài)文明功不可沒

林曉清博士近年來一直從事生物煉制相關(guān)領(lǐng)域的研究，重點(diǎn)開展工業(yè)化色譜分離過程集成領(lǐng)域的研究，包括多孔聚合物介質(zhì)的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用；色譜分離過程的設(shè)計(jì)、建模及優(yōu)化。主要涉及生物丁醇、有機(jī)酸、5-羥甲基糠醛等物質(zhì)的分離與純化，工業(yè)廢水治理及其資源化等。近五年來，已在一系列SCI期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，其中JCR一區(qū)論文10篇，h-index為9；申請PCT國際專利4項(xiàng)，其中有3項(xiàng)獲得美國發(fā)明專利授權(quán)；申請國內(nèi)發(fā)明專利28項(xiàng)，其中有14項(xiàng)獲得授權(quán)。目前主持國家自然科學(xué)基金青年基金1項(xiàng)、廣東省科技計(jì)劃2項(xiàng)、廣州市珠江科技新星1項(xiàng)、淮安市科技計(jì)劃1項(xiàng)、廣東工業(yè)大學(xué)“青年百人計(jì)劃”啟動(dòng)基金1項(xiàng)，其中包括利用生物質(zhì)廢棄物資源制備高附加值平臺(tái)化合物及廢水處置及其資源化這樣有利于生態(tài)文明建設(shè)的課題。2017年，他榮獲“廣州市珠江科技新星”光榮稱號(hào)；同年，他成為廣東工業(yè)大學(xué)“青年百人計(jì)劃”A類引進(jìn)人才?？梢哉f林曉清博士運(yùn)用自己的專長，在黨的生態(tài)文明“中國夢”的指導(dǎo)下，堅(jiān)定不移的為祖國的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，助力生態(tài)文明“中國夢”。endprint